初中物理九年级“浮力”专题复习知识清单

初中物理九年级“浮力”专题复习知识清单

一、浮力的基本概念与产生原因

（一）浮力的定义与方向

1.浮力的定义：浸在液体（或气体）中的物体，受到液体（或气体）对它竖直向上的力，这个力叫做浮力。【基础概念】

2.浮力的方向：总是竖直向上的，与重力方向相反。这是理解和分析浮力问题时必须首先确立的矢量方向。【重要】

3.施力物体：液体（或气体）。受力物体：浸入其中的物体。

（二）浮力产生的原因（本质）

4.产生原因：浮力是由于液体（或气体）对物体向上的压力和向下的压力之差产生的。即F浮=F向上-F向下。【核心原理】【难点】

5.压力差分析：设想一个浸没在液体中的规则立方体，其六个面都会受到液体的压力。由于液体压强随深度增加而增大，物体前后、左右两面受到的压强大小相等、方向相反，彼此平衡。而上下两面所处的深度不同，下表面所处的深度更深，受到的液体压强更大，压力也更大（F向上>F向下），这个向上的压力与向下的压力之差，就形成了液体对物体的浮力。

6.特殊情况：

（1）若物体与容器底紧密贴合（如桥墩、打入河床的木桩），其下表面不受液体向上的压力，则F向上=0，物体不受浮力作用。【易错点】【高频考点】

（2）若物体的一部分浸入液体中，则浮力仍由浸入部分的下表面与上表面的压力差产生。

7.思维拓展：从微观角度看，浮力是液体分子对物体表面撞击产生的统计平均效果，由于深度不同导致的撞击次数差异（压强差）的宏观体现。

二、阿基米德原理

（一）原理内容与公式

1.内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。这是计算浮力的核心定律。【核心定律】【必考点】

2.公式表述：F浮=G排=m排g=ρ液gV排。

3.公式解读：

（1）ρ液：表示液体的密度，单位是kg/m³。它是决定浮力大小的因素之一，强调浮力与液体种类有关，而与物体的密度无关。【关键点】

（2）V排：表示物体排开液体的体积，单位是m³。当物体浸没时，V排=V物；当物体部分浸入时，V排<V物。V排是决定浮力大小的另一个核心因素。【关键点】

（3）g：常数，一般取9.8N/kg或10N/kg，计算时需根据题目要求。

（4）F浮：最终求得的浮力，单位是N。

（二）对原理的深度理解

4.普遍适用性：阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。物体在气体中受到的浮力F浮=ρ气gV排。【拓展】

5.“排开”的含义：V排是指物体实际占据的那部分液体的体积，等同于物体浸入液体部分的体积。当容器盛满液体时，V排等于从容器中溢出的液体体积；当容器未盛满时，需要通过计算液面上升的体积来间接得到V排。

6.浮力与物体形状、运动状态无关：只要物体浸入液体，就会受到浮力，其大小仅由ρ液和V排决定，与物体是实心还是空心、是正在上浮还是下沉、是静止还是运动等状态无关。【重要辨析】【高频考点】

（三）阿基米德原理的实验探究

7.实验目的：探究浮力的大小与物体排开液体所受重力的关系。【核心实验】

8.实验器材：弹簧测力计、物块、盛满水的溢水杯、小桶、细线。

9.实验步骤：【解题步骤】

（1）用弹簧测力计测出物块的重力G物。

（2）用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶。

（3）将溢水杯中装满水，把物块浸入溢水杯的水中，同时用小桶收集物块排开的水，读出此时弹簧测力计的示数F拉。

（4）用弹簧测力计测出小桶和排开水的总重力G总。

（5）计算浮力F浮=G物-F拉。

（6）计算排开水的重力G排=G总-G桶。

（7）比较F浮与G排的大小关系。

10.实验结论：F浮=G排，即浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。

11.误差分析与改进：【难点】【易错点】

（1）溢水杯未装满水，会导致G排测量值偏小，从而使G排<F浮。

（2）实验操作顺序：应先测空桶重，再测桶和排开水总重，以避免因桶壁沾水带来的误差。

（3）物块在浸入过程中，若碰到容器底或侧壁，会导致弹簧测力计示数不准，从而影响F浮的计算。

三、物体的浮沉条件

（一）受力分析法（基于力和运动关系）

1.前提条件：物体浸没在液体中（V排=V物），只受重力和浮力作用。【核心模型】

2.浮沉状态与受力关系：【重要】

（1）上浮：F浮>G物，物体在液体中加速上升，最终状态为漂浮。

（2）下沉：F浮<G物，物体在液体中加速下降，最终状态为沉底。

（3）悬浮：F浮=G物，物体可以静止在液体中的任何深度。

3.受力分析在解题中的应用：这是判断物体初始状态的基础，也是进行受力分析和列平衡方程的依据。

（二）密度比较法（基于物体与液体密度关系）

4.推导：由F浮=ρ液gV排，G物=ρ物gV物，且浸没时V排=V物。

（1）若ρ液>ρ物，则F浮>G物，物体上浮，最终漂浮。

（2）若ρ液<ρ物，则F浮<G物，物体下沉，最终沉底。

（3）若ρ液=ρ物，则F浮=G物，物体悬浮。

5.漂浮状态的密度分析：当物体漂浮时，V排<V物，由F浮=G物得ρ液gV排=ρ物gV物，所以ρ物/ρ液=V排/V物<1。即漂浮物体的密度小于液体密度。【重要结论】

6.应用价值：密度比较法为我们提供了一种快速判断物体沉浮状态的简便方法，特别适用于实心物体。

（三）物体浮沉条件的应用

7.轮船：【基础应用】

（1）原理：采用“空心”的办法，增大排开水的体积，从而获得更大的浮力，使浮力等于重力，漂浮在水面上。

（2）排水量：轮船满载时排开水的质量。m排=m船+m货。由F浮=G总，得m排g=m总g，所以排水量等于轮船和货物的总质量。【高频考点】

8.潜水艇：

（1）原理：通过改变自身重力来实现浮沉。潜水艇两侧有水舱，向水舱中充水时，重力增加，当重力大于浮力时下沉；用高压气体将水舱中的水排出时，重力减小，当重力小于浮力时上浮。在其浸没后，V排不变，浮力基本不变。【重要应用】

9.气球和飞艇：

（1）原理：利用ρ气<ρ空气，通过充入密度小于空气的气体（如氢气、氦气）或加热空气，使气囊体积膨胀，V排增大，从而使浮力F浮=ρ空气gV排大于其自身总重力而升空。

10.密度计：

（1）原理：利用物体漂浮时F浮=G物的原理工作。密度计的重力G不变，因此在不同液体中漂浮时受到的浮力都等于其重力。

（2）刻度规律：由F浮=ρ液gV排=G得，ρ液与V排成反比。密度计浸入液体的体积V排越大，表明液体密度ρ液越小。所以密度计的刻度值是“上小下大，上疏下密”。【难点】【高频考点】

四、浮力的计算方法全攻略

（一）称重法（弹簧测力计测量法）

1.适用情况：题目中给出物体在空气中的重力和在液体中测力计的示数。

2.公式：F浮=G物-F拉。其中G物为物体在空气中测得的重力，F拉为物体浸在液体中时弹簧测力计的示数。【基础方法】

3.解题步骤：【解题步骤】

（1）明确物体在空气中的重力。

（2）明确物体浸入液体后弹簧测力计的拉力。

（4）直接代入公式计算。

（二）压力差法（产生原因法）

4.适用情况：已知物体（通常是规则形状）上下表面的压强或压力，或者已知上下表面深度，可以求出压力差。

5.公式：F浮=F向上-F向下=p向上S-p向下S=ρ液gh下S-ρ液gh上S。【理论方法】

6.解题步骤：【解题步骤】

（1）计算下表面受到的液体压强p向下（实际是向上的压强），注意深度h下是从液面到物体下表面的竖直距离。

（2）计算上表面受到的液体压强p向上（实际是向下的压强），注意深度h上是从液面到物体上表面的竖直距离。

（3）根据受力面积S，分别求出压力F向上和F向下。

（4）求压力差得到浮力。

（三）阿基米德原理法（公式法）

7.适用情况：已知液体的密度ρ液和物体排开液体的体积V排。这是最普遍、最常用的方法。

8.公式：F浮=G排=m排g=ρ液gV排。【核心方法】【必考点】

9.解题步骤：【解题步骤】

（1）确定物体所在液体的密度ρ液。注意单位换算。

（2）确定物体排开液体的体积V排。关键判断物体是“浸没”（V排=V物）还是“部分浸入”（V排<V物）。

（3）代入公式F浮=ρ液gV排计算。

（四）平衡法（受力分析法）

10.适用情况：物体在液体中处于平衡状态（静止或匀速直线运动），如漂浮、悬浮。

11.公式：F浮=G物（二力平衡）。【重要方法】

12.解题步骤：【解题步骤】

（1）对物体进行受力分析，找出所有竖直方向的力。

（2）根据物体的运动状态（静止或匀速），列出平衡方程。

（3）对于漂浮或悬浮，直接得到F浮=G物。若物体受到多个力（如被细线拉住、被弹簧支持等），则需列出更复杂的平衡方程，如F浮+F拉=G物（物体被向上拉住）或F浮=G物+F支（物体被向下压住）。

（五）综合应用与解题策略

13.解题思路选择：【解题思路】

（1）首选观察题目给出的已知条件。若已知弹簧测力计示数，用称重法；若已知ρ液和V排，用原理法；若已知物体漂浮或悬浮，用平衡法；若已知上下表面压力，用压力差法。

（2）在解决复杂问题时，常常需要联立多种方法。例如，先用称重法求出浮力，再结合原理法求出V排或ρ液。

14.典型例题分析：

（1）漂浮问题：已知物体漂浮，通常利用F浮=G物，并结合ρ液gV排=ρ物gV物进行求解。可以求物体密度、液体密度、V排与V物的比例关系等。【高频考点】

（2）浸没问题：已知物体浸没，通常V排=V物，利用F浮=ρ液gV物求解。常结合称重法测物体密度。

（3）液面升降问题：【难点】

①冰融化问题：纯冰漂浮在纯水中，融化后液面高度不变；冰漂浮在盐水中，融化后液面上升；冰中含有杂质（如石块、木块）漂浮在水中，融化后液面变化需具体分析。

②船载物问题：船中装载物体（如石块）浮在水面，若将石块投入水中，液面下降。分析依据：比较前后两次总的排水体积变化。

五、浮力与压强、密度的综合

（一）浮力与液体压强

1.基本联系：浮力源于液体压强。液体压强p=ρgh是分析浮力产生原因的基础。

2.综合题型：【高频考点】

（1）求容器底部受到的液体压强或压力变化：当物体浸入液体中时，液面会上升，导致液体深度h增加，从而引起容器底部压强p=ρgh增大，压力F=pS增大。液面上升的高度Δh与物体排开液体的体积V排有关：对于柱形容器，Δh=V排/S容。

（2）求容器对水平面的压强或压力变化：当物体浸入液体中（或用细线悬挂浸入）时，整个容器（包括液体和物体组成的系统）对水平面的压力可能会发生变化。若物体用外力（如弹簧测力计）悬挂，则容器对桌面的压力F压=G容+G液；若物体直接放入液体中（沉底或悬浮），则容器对桌面的压力F压=G容+G液+G物（若沉底，支持力也属于系统内力，但对外表现即为总重）。

（二）浮力与密度测量

3.利用浮力测物质密度（双提法、三提法）：【重点实验方法】【高频考点】

（1）双提法测固体密度（ρ物>ρ液）：

步骤：a.用弹簧测力计测出物体在空气中的重力G；b.将物体浸没在水中，读出弹簧测力计示数F。

推导：F浮=G-F=ρ水gV排=ρ水gV物，所以V物=(G-F)/(ρ水g)。则ρ物=m/V物=(G/g)/[(G-F)/(ρ水g)]=(Gρ水)/(G-F)。

（2）三提法测液体密度：

步骤：a.用弹簧测力计测出物体在空气中的重力G；b.将物体浸没在水中，读出弹簧测力计示数F1；c.将物体擦干后浸没在待测液体中，读出弹簧测力计示数F2。

推导：在水中受到的浮力F浮水=G-F1=ρ水gV物；在待测液体中受到的浮力F浮液=G-F2=ρ液gV物。两式相比可得：(G-F2)/(G-F1)=ρ液/ρ水，所以ρ液=[(G-F2)/(G-F1)]ρ水。

4.利用漂浮条件测密度（一漂一沉法）：

（1）适用情况：测量密度小于水的物体（如木块）的密度。

步骤：a.将木块放入水中漂浮，测出木块露出水面的体积V露（或用细针将其全部压入水中测浸没时的拉力等）；b.将木块完全浸没在水中（可用针压法或捆绑重物法），测出其浸没时受到的浮力或体积。

推导：由漂浮得G木=ρ水gV排，所以m木=ρ水V排。又由浸没得V木=V排总（可能需减去重物排开水体积等）。则ρ木=m木/V木=(ρ水V排)/V木。

六、浮力知识体系中的核心思维与建模

（一）模型建构思想

1.柱状模型：将不规则的物体或容器简化为柱状模型，便于分析压力、压强和液面变化。对于容器，若为柱形容器（直上直下），则液体对容器底部的压力等于液体重力；若非柱形容器，则压力不等于重力。在分析浮力引起的液面变化Δh时，公式Δh=V排/S容仅适用于柱形容器。

2.叠加体与连接体模型：【难点】

（1）细线连接模型：如用细线将A、B两物体连接后放入液体中，需对整体和单个物体进行受力分析，列出平衡方程组求解。

（2）轻杆模型：杆可以提供拉力或支持力，分析时需注意力的方向。

（3）弹簧模型：弹簧的弹力与形变量成正比，浮力变化会引起弹簧长度变化，进而影响V排和浮力，形成动态分析问题。

（二）隔离法与整体法

3.适用情况：涉及多个物体（如容器、液体、物体）或复杂系统时。

4.应用策略：【解题策略】

（1）整体法：将容器、液体和内部物体看作一个整体，分析外界对这个系统的作用。例如，求容器对水平面的压力时，可直接用总重力（若系统静止且无外力），无需考虑内部物体间的复杂相互作用。

（2）隔离法：选取其中一个物体为研究对象，分析它受到的各个力，画出受力分析图，列出平衡方程。常用于求解物体间的相互作用力（如绳子的拉力、物体间的支持力）。

（三）极值法与临界问题

5.临界状态：物体处于“刚好”要发生状态变化的时刻，如“刚好浸没”、“刚好离开容器底”、“绳子刚好拉直（或刚好拉断）”、“物体刚好开始上浮/下沉”等。【难点】【热点】

6.分析要点：

（1）找准临界状态下的隐含条件。例如，“物体刚好浸没”意味着V排=V物，且物体可能受多个力平衡；“物体刚好离开容器底”意味着容器底对物体的支持力为零。

（2）建立临界状态下的平衡方程。通常结合浮力公式、重力公式和受力分析，求解未知量，如液体深度、物体密度、注入液体质量等。

（四）图像法处理问题

7.常见图像：

（1）弹簧测力计拉力F随物体浸入深度h变化的图像。

（2）浮力F浮随浸入深度h变化的图像。

（3）液面高度h随时间t或注入液体体积V变化的图像。

8.图像分析：【解题步骤】

（1）明确横纵坐标的物理意义和单位。

（2）识别图像中的关键点：起点、拐点、终点。例如，F-h图像中，起点对应物体在空气中，拐点对应物体刚好完全浸没，此后拉力不变。

（3）根据图像斜率或变化趋势，结合物理规律（如F浮=ρ液gS物h浸）进行求解。

七、易错点与难点突破

（一）易错点辨析

1.误认为“漂浮物体所受浮力等于排开液体重力，而悬浮物体所受浮力等于物体重力”：实际上，无论是漂浮还是悬浮，物体都处于平衡状态，都满足F浮=G物。同时，阿基米德原理F浮=G排对所有浸在液体中的物体都适用。所以“漂浮时F浮=G物=G排，悬浮时F浮=G物=G排”，二者并无本质区别，只是排开液体体积不同。【易错点】

2.误认为“物体浸入越深，浮力越大”：浮力的大小只与ρ液和V排有关。对于浸没在液体中的物体，其V排不变，因此浮力不随深度变化。但液体压强会随深度增加而增大。【易错点】

3.混淆“V排”与“V物”：只有物体完全浸没时，V排=V物。当物体部分浸入时，V排<V物。解题时一定要根据题意明确物体的浸入程度。

4.误认为“沉底的物体不受浮力”：沉底的物体，只要它与容器底部不是紧密贴合（没有形成真空或完全无水区域），其下表面依然受到液体向上的压力，因此仍受浮力。此时物体受重力、支持力和浮力，三力平衡：G物=F支+F浮。【易错点】

5.对“排水量”的理解偏差：排水量是指轮船满载时排开水的质量，单位通常是“吨”，而非重力。由排水量可求浮力F浮=m排g，也可求总质量m总=m排。

（二）难点突破策略

6.液面变化问题的核心思路：

（1）比较前后两次排开液体的总体积V排总。若V排总增大，则液面上升；若V排总减小，则液面下降；若不变，则液面不变。

（2）在冰融化问题中，关键是分析冰融化后变成的水的体积V化水与冰融化前排开水的体积V排之间的关系。

（3）在船载物问题中，关键是分析物体在船上时（整体漂浮）的V排总与物体投入水中后（船和物体各自的浮力状态）的V排总'。

7.多力平衡问题的解题步骤：【解题步骤】

（1）明确研究对象，进行受力分析，画出受力示意图。

（2）判断所有力的方向，设定正方向（通常取竖直向上为正）。

（3）根据物体的运动状态（静止或匀速）列出平衡方程（合力为零）。

（4）将浮力公式（F浮=ρ液gV排）、重力公式（G=ρ物gV物）、弹力公式（如F拉=kΔx）等代入方程。

（5）联立方程求解未知量。

八、浮力知识的拓展与应用前沿

（一）与科技、生活的联系

1.海洋工程技术：潜水艇的沉浮、深海探测器的下潜与上浮、打捞沉船（如“华龙一号”起浮过程）等都利用了浮力原理。打捞沉船时，通常采用“浮筒法”，向沉船周围的浮筒中充水，使浮筒下沉与沉船连接，然后用高压气体排出浮筒内的水，利用浮筒的巨大浮力将沉船拉起。

2.生活应用：救生圈、救生衣的设计依据是增大排开水的体积以提供足够浮力；渔民利用“鱼漂”感知鱼讯；中医里的“望闻问切”与浮力无关，但“浮脉”的命名与中医理论相关，属于跨学科联想，但非物理范畴。在跨学科视野下，可联系生物学中鱼的“鱼鳔”调节自身密度实现沉浮的机制。

（二）跨学科融合视角

3.与化学融合：气体密度的计算（如氢气、氦气、热空气的密度）与阿基米德原理结合，解释气球升空。涉及化学反应产生气体（如碳酸饮料中气泡对水果浮力的影响，但一般讨论较少）。

4.与地理融合：不同海域的海水密度不同（如红海盐度高、密度大，波罗的海盐度低、密度小），轮船从淡水河驶入海水，由于海水密度变大，根据F浮=G不变，则V排减小，轮船会上浮一些，反之则下沉一些。【高频考点】

5.与数学融合：利用函数图像分析浮力变化，利用方程（组）和不等式解决浮力